浅析高层建筑砌体结构裂缝成因及防治

浅析高层建筑砌体结构裂缝成因及防治

简述了建筑砌体、结构裂缝产生的原因，提出了从构造、材料、设计、施工、管理方面等系统考虑，减少裂缝的措施。

标签：砌体；裂缝；原因；系统考虑；应对措施

1 砌体裂缝概述

高层建筑中大量采用砌体填充墙，常见填充墙体裂纹有外墙顶层至下的渐变裂纹；加气混凝土砌块墙非灰缝处贯通开裂(多见于写字楼工程)；填充墙斜顶砖砌筑部位和梁下板上等常见部位的裂缝。引起砌体开裂的因素有沉降、温度、干缩、设计、施工质量、材料因素等。砌块材料随着含水量的降低，会产生干缩率为0.3～0.45mm/m的干缩变形。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝，框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝。

2 砌体温差变形裂缝

温差变形裂缝常见于纵向较长建筑物顶层两端内外纵墙上的斜裂缝，严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内，并由顶层向下发展。对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋，更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。根据王铁梦《建筑物的裂缝控制》一书中提出的计算理论和公式，可计算出砌体中的主拉应力。设砂浆强度M5.0、砖强度Mu7.5时，则其沿灰缝截面破坏时的轴心抗拉、抗剪强度设计值仅为0.14MPa和0.12MPa，而沿齿缝通缝的弯曲抗拉强度仅为0.25MPa和0.12MPa，则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的50%～300%不等。又加上房屋两端为“自由端”，水平约束力小，上部砌体垂直压力较小，当屋面向两端热胀时，致使下部砌体出现正“八”字缝。

其防治的主要方法：一是减缓消除热胀冷缩动力源，如设隔热层、变形缝；二是应采取结构措施，在边跨增加结构柱，减小柱距梁跨(使其不大于3米)，从而减小边梁因上下温差而产生的变形，减少墙体水平裂缝的出现，将填充墙两侧拉结筋拉通，成为配筋砌体，以改善两种材料因变形差异而出现裂缝； 三是提高抹灰的抗裂能力。例如按照广东省新规范对外墙墙面应满挂钢丝网，再进行抹灰，钢丝网与框架梁柱要可靠拉结，使墙体与框架结构形成整体，共同变形能力增强，从而减少裂缝。

同理，温差裂缝尚有板面结构与其下相应砌体之间的水平缝，包角水平缝，沿窗上下角水平缝，出现在靠近外纵墙的横墙上的内高外低斜裂缝等。裂缝

表现为：上几层多于下几层，轻微者仅在靠外墙端约0.5～1.0m位置上，有1～2条缝而已，严重者可达横墙1/3跨度及各层都有，各层均设混凝土梁和纵横墙交角设混凝土柱的房屋，裂缝成因为：由于外墙柱及横墙 (包括填充墙)上下梁均为混凝土结构，其线膨胀系数大于砖砌体近一倍，再加上温差效应，裂缝就出现了。与此同理出现的尚有如窗角“八”字缝以及沿窗上下脚的水平缝等。防治这类缝的有效措施是加设混凝土窗台套，它不仅可以防裂缝，还可有效防止窗周渗水。

3 砌体材质因素

高层建筑砌体结构裂缝，除存在竖缝砂浆不饱满以及构造要求未达到所形成的裂缝外，还常见在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。此类裂缝中以加气混凝土砌块墙体开裂所占比例最高，具体表现为柱侧以及墙体中部竖向或八字形裂缝。

物理成因有两方面：一是砌体材料收缩量大，轻骨料砌体的干缩变形更大，几年后材料才能停止干缩；二是墙体与混凝土框架结构，因温度线膨胀系数不同而存在温度变形差。水泥制品收缩期较长，一般到3年龄期，干缩才会基本完成；加气混凝土砌块气孔发达，毛细作用强，受空气湿度影响大。

实际施工中还有下述原因：

3.1 由于水泥砌块在28天龄期内收缩量很大，因此规范规定，施工时的砌块产品龄期不应小于28天。而许多厂家忽视此项规定。生产紧张时，砌块往往提前出厂，而施工现场缺乏检测手段，在施工场地狭窄的情况下，基本是进多少用多少，直接造成墙体砌筑后收缩量大的问题。

3.2 施工时，忽视砌块含水率的问题，造成砌筑完成后失水，加大收缩量。

3.3 由于使用水泥砂浆的要求，无法避免湿作业环境。

3.4 当墙面抹灰时，砌体本身的裂缝往往已存在或正在发展，当抹灰砂浆干燥收缩时，又加大了砌体的裂缝。

针对加气砌块自身特点，以及对施工环境的特殊要求，施工阶段可考虑如下措施：

3.4.1 签订合同时，要求供应商保证龄期，并加强对进场砌块的检测。

3.4.2 砌块进场后，尽快运入已放好线的施工楼层，分散堆放至砌筑位置，并应事先做好防水措施，保证主体结构养护用水，以及雨水不流入楼层。为尽量增加砌块龄期，宜间隔一周后再进行砌筑，并且应采用电热法测定砌块含水率。当含水率低于15%时，方允许施工。

3.4.3 在砌筑前，不应再提前浇水湿润，以避免因浇水不均匀造成砌块含水量增大。可采取在砌筑时，铺砂浆前，在砌筑面上适量浇水的作法。

3.4.4 加强圈梁、构造柱的设置，墙长超过3米应设构造柱,墙高超过2米,应设圈梁。墙长及层高较大且有门洞时，构造柱的设置应首先保证洞口两侧，以避免洞口角部收缩裂缝。当主体结构未留钢筋，或位置偏差时，必须采用植筋。

3.4.5 由于易受空气湿度影响，以及与框架结构存在变形差，宜将墙体两侧拉结筋拉通，提高抗裂能力。

3.4.6 严格按照操作规程施工，保证砂浆强度，以及灰缝饱满(尤其是竖缝)。砌筑完成后，要坚持洒水养护，以减少砂浆的干燥收缩。

3.4.7 墙体抹灰前，必须保证墙体完成28天以上，并认真检查墙体有无裂缝，或采取措施修补或加钉网片。对于切槽后预埋管线部位，需用干硬性细石混凝土将槽填塞密实，并加钉钢丝网。钢板网钉牢后，在钉网处宜用1∶1水泥砂浆抹5毫米厚，覆盖网体，增大网体与墙面粘结能力。

4 构造因素

设计中对砌体结构仅作强度计算，构造措施主要引用标准图集，未特别提出防裂要求和措施。针对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂采取设置保温层或隔热层；采用有檩屋盖或瓦材屋盖；控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。二是为防止房屋在正常使用条件下，由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见，它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层，而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。

防止温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝：一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝)，二是在砌体中根据材料的干缩性能，配置一定数量的抗裂钢筋，其配筋率从0.03%～0.2%，或将砌体设计成配筋砌体，既抗裂，又能保证砌体具有一定的延性。《广东省住宅工程质量通病防治技术措施二十条》中对此也补充了一些有益措施如1.3条：当外墙设置通长窗时，窗下应设钢筋混凝土压顶，压顶下应设置抗裂柱，间距不大于3m，抗裂柱内配不小于4ф12纵筋及ф6@200箍筋；压顶和抗裂柱纵筋搭接、锚固长度不小于500mm。

6 结语

引起砌体结构开裂原因还有很多，如砼构件变形导致的砌体裂缝；砌体本身承载力不足时在下部1/3高度处出现的竖缝；砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝；施工质量差造成的缝，如砌体通缝，灰缝砂浆不饱满，含水率掌握不当，脚手眼设置不当，组砌不当等。防治砌体结构开裂，要有系统观念，除了应严格按照规范施工，抓好施工管理，同时要从设计、施工阶段，针对结构、材料特点，采取相应的构造措施。